春天把一段薄荷枝插进湿润的土里,过些日子,它可能长出根,变成一盆新的薄荷;草莓地里的一根匍匐茎伸出去,远处又会长出一棵小草莓。乍看之下,新植株好像是“凭空多出来”的。它们当然不是变魔术,而是在用一种不必先让两性生殖细胞结合的办法繁殖后代。
先把本章最重要的判断标准放在桌面上:由母体直接产生新个体、没有经过两性生殖细胞结合的生殖方式,叫作无性生殖。这里的“没有结合”才是分类钥匙。不要把“有没有花”“有没有种子”“是不是植物”当作钥匙;它们看起来显眼,却常常会把题目带偏。

生物繁殖后代,大体有两条路。有性生殖要经过两性生殖细胞结合,形成受精卵,再由受精卵发育成新个体;无性生殖不经过这个结合过程,常常由一个亲本直接产生后代。本章重点看植物中最常见、也最容易在生活里观察到的一类无性生殖——营养繁殖。
绿色开花植物的根、茎、叶等营养器官,平时主要负责吸收、运输、储存或制造养料;在合适条件下,其中的一部分也能萌发、长根或形成新芽,长成新植株。利用这种能力繁殖后代,叫作营养繁殖。注意,“营养”在这里指植物的营养器官,不是指给植物多施一点肥。施肥能不能让植物长得更好是另一个问题,不能因此把所有施肥行为都叫作营养繁殖。
草莓的匍匐茎沿地面伸展,在适当位置长根、长叶,形成小植株;马铃薯的块茎上有芽,芽能萌发成新植株;洋葱的鳞茎也能在适宜条件下萌发。它们都没有先经历精子和卵细胞结合,却产生了新的植株,因此属于无性生殖中的营养繁殖。
这里有一个特别爱考的小细节:马铃薯块茎不是种子。把块茎切成小块用来繁殖时,不能只看“每块都带一点马铃薯肉”,还要看有没有芽。芽是后来长出地上部分的重要起点;没有芽的块,通常不能按预期萌发成完整的新植株。题目把“块茎”“种子”“芽眼”放在一起时,先问自己:它从哪里继续长?
无性生殖不等于“植物完全不用细胞分裂”,也不等于“后代永远一模一样”。新植株生长当然离不开细胞分裂和分化;在通常情况下,它与母体的遗传物质来源相同,主要性状较容易保持一致,但环境和偶然的遗传变化仍可能使个体表现出现差别。
比较两种生殖方式时,最可靠的第一问始终是:有没有两性生殖细胞结合?有结合、形成受精卵,是有性生殖;没有这个过程,才考虑无性生殖。至于后代“像不像亲本”,是理解两种方式特点的重要线索,却不是唯一的判据。

无性生殖通常由一个亲本完成,后代在主要性状上往往与母体相似。对园艺或农业生产来说,这很有用:如果一株月季花色好、一株果树品质好,人们希望把这些优良性状较稳定地保留下来,无性繁殖常是合适的选择。它还可能在较短时间内获得较多同类植株。
不过,“相似”不是“无条件地更好”。当环境、病虫害或生产目的发生变化时,一批性状非常接近的植株可能共同面临相似的问题。有性生殖产生的后代之间可能有更多差异,这种差异在某些情境下反而是可利用的。考试若问“为什么要培育保持优良性状的苗木”,可以想到无性繁殖;若问“为什么育种时还会播种并观察不同后代”,就不能用“无性繁殖更快”把所有情境一口吞掉。
把下面的分类练习做完,再回头看“是否经过两性生殖细胞结合”这句话。你会发现它比背一串例子更稳。
自然界中,植物可以借助根、茎、叶等营养器官自己形成新植株;生产上,人们还会有目的地取用这些器官或它们的一部分,帮助植物繁殖。这类人为操作并没有改变“没有经过两性生殖细胞结合”这一点,所以仍属于无性生殖。常见的人工营养繁殖方法有扦插和嫁接。
扦插不是把任何枝条随手插进土里就万事大吉。它是把植物的枝、叶等材料插入适宜基质中,利用植物的再生能力,使其生根并发育为新植株的一种方法。不同植物适合的材料和条件不同,课堂上不必把某一套园艺操作背成“万能配方”,但要看懂其中的科学道理。
取材时应尽量选择健康、大小和生长状况相近的材料;枝条通常要保留适量芽,因为芽与地上新枝的生长有关。插入基质的一段若带着过多叶片,水分散失会增加,常需要作适当处理;下端斜剪能增大与基质的接触面积。基质要有适当水分和空气,环境条件也要适宜。这里的关键词是“适当”:水太少不利于材料保持活性,长期积水又可能影响根部获得空气。

扦插探究题喜欢问“怎样比较某个条件是否影响生根”。例如研究保留叶片数量会不会影响枝条生根,实验组之间只应让叶片数量不同;枝条种类、长度、芽数、基质、插入深度、光照、温度、浇水等条件要尽量相同。每组使用多根枝条,而不是只拿一根“赌运气”,并记录一段时间后的生根数量、根的生长等可观察结果。这样得到的比较才更有说服力。
先把问题说具体:例如“保留叶片数量是否会影响某种枝条的生根情况”。问题越明确,后面越知道该比较什么。
再确定唯一的不同条件:设置不同的叶片保留量,其余材料和培养条件尽量一致,避免多个因素一起“捣乱”。
用数量足够的、状况相近的枝条作重复,并在相同时间记录是否生根、根数或根长等结果,不能只凭一株长得好看就下结论。
最后根据比较结果作出只适用于本次材料和条件的结论;若差异不明显,也应如实记录,而不是硬把结果解释成预先期待的样子。
想亲手排一排实验设计吗?下面的交互把“操作步骤”和“控制变量”分开了,正好对付探究题里最常见的混乱。
嫁接听上去像把两棵植物“拼起来”,这个直觉不算错,但还缺少关键条件。嫁接是把一株植物的枝或芽接到另一株带有根系的植物上:被接上去的枝或芽叫作接穗,承接它、带有根系的植株叫作砧木。二者的切面需要紧密贴合,形成层要尽量对准,再适当固定包扎,才有利于伤口愈合和运输组织连接。

形成层是茎中具有分裂能力的一层组织,位置靠近树皮和木质部之间。它并不是“对准后就百分之百成活”的开关。接穗和砧木之间还要有合适的亲和性,材料健康、切面贴合、操作和后续管理也都会影响成活。题目里若把“形成层是否对准”作为条件,正确理解应是:对准能提高愈合和连接的可能性,而不是保证所有嫁接都成功。
嫁接的生产价值也值得分清。接穗来自优良品种,接成活后,它所长出的枝、叶、花、果等通常主要表现接穗的品种特征;砧木则提供根系,并可能带来对土壤或环境的适应优势。于是,人们能把“想保留的品种性状”和“希望利用的根系条件”结合起来。可这不是随便把任意两种植物绑在一起:亲缘关系较近、具有亲和性的组合才更可能成功。
扦插和嫁接都属于人工营养繁殖,但它们解决的问题不完全一样。扦插主要让一段材料自行生根;嫁接则让接穗与砧木愈合并共同生长。看见“砧木、接穗、形成层”时,优先想到嫁接;看见“插条、生根、基质”时,优先想到扦插。
下面的对位模拟不要求你记住复杂术语,只需要抓住一个因果链:贴合和形成层对准较好,才更有利于愈合;错开得太多,连接就难建立。
植物繁殖方式的选择不是“谁更高级”的比赛,而是一次目的明确的决策。想较快扩大一批容易生根、且希望保持母株主要性状的薄荷、柳树等材料,可以考虑扦插;想保留优良果树品种的接穗性状,又希望利用砧木根系的特点时,嫁接常有优势;若目标是通过有性生殖获得可能存在差异的后代,播种会更合适。至于一株陌生植物能否扦插或嫁接,信息不够时应先调查其特点,而不是看见“植物繁殖”就随便选一种方法。

这种“先问目标、再选办法”的思路,在中考情境题里很管用。题干若强调“保持优良品种性状、较快扩繁”,你要从无性生殖的特点出发;若强调“用根系强健的植株承接优良枝条”,你要从砧木和接穗的分工出发;若强调“探究某条件对生根的影响”,你要从变量控制和重复实验出发。知识点没有变,换的是问法。
回到开头那段薄荷枝:它能否成为新植株,取决于材料本身的状态和适宜条件;它属于哪类生殖方式,取决于有没有经过两性生殖细胞结合。这两个问题,一个问“能不能成活”,一个问“怎样分类”,答题时千万不要把它们搅成一团。
本章可以用三句话收束:无性生殖不经过两性生殖细胞结合;营养繁殖利用植物的根、茎、叶等营养器官形成新植株;扦插重在材料生根,嫁接重在接穗与砧木贴合并让形成层尽量对准。先抓住分类依据,再解释生产应用,题目再怎么换装也不容易迷路。